Električni naboj je lastnost delcev, da privlačijo ali ne privlačijo drugih. Na primer, elektroni privlačijo protone, medtem ko elektroni ne privlačijo in ne odbijajo nevtronov.
Telo bo nevtralno, če ima enako količino elektronov in protonov. Ko ima večje število elektronov kot protonov, se negativno elektrificira. Po drugi strani pa bo, ko bo število elektronov manjše od števila protonov, pozitivno elektrificirano.
Izkoristite razrešena in komentirana vprašanja, da razjasnite dvome o tej temi elektrostatike.
Rešene težave
1) UFRGS - 2018
Negativni naboj Q je približen izolirani, električno nevtralni prevodni krogli. Nato je krogla ozemljena s svinčeno žico. Preverite možnost, ki pravilno izpolni prazna mesta v spodnjem stavku, v vrstnem redu, v katerem se pojavijo. Če naboj Q premaknete daleč stran, medtem ko je žoga ozemljena, in potem tla niso ozemljena, bo žoga postala ________. Po drugi strani pa bo krogla ________, če najprej odstranimo tla in nato odstranimo naboj Q.
a) električno nevtralna - pozitivno nabita
b) električno nevtralni - negativno nabiti
c) pozitivno napolnjeni - električno nevtralni
d) pozitivno nabit - negativno nabit
e) negativno nabit - pozitivno nabit
Ko se iz nevtralne prevodne krogle približamo negativnemu naboju, odbijajoča sila povzroči kopičenje elektronov v predelu krogle, ki je najbolj oddaljena od naboja.
Na ta način v regiji, ki je najbližje krogli, primanjkuje elektronov. V prvi situaciji z ozemljitvijo žoge med odstranjevanjem tovora pride do vrnitve bremena na žogo v nevtralni položaj.
V drugi situaciji, ko se tovor po odstranitvi tal odmakne, to povzroči presežne obremenitve. negativi, nabrani na enem koncu krogle, se odtečejo na zemljo, zaradi česar je krogla pozitivna naložen.
Alternativa: a) električno nevtralna - pozitivno nabita
Kovinski predmet X, električno izoliran, ima negativni naboj 5,0 x 10-12 Ç. Drugi kovinski predmet, Y, nevtralen, ki je v stiku z Zemljo, se približa prvemu in med njima je iskra, ne da bi se ga dotaknili. Trajanje iskre je 0,5 s, njena intenzivnost pa 10-11 THE. Na koncu tega procesa so skupni električni naboji predmetov X in Y
a) nič in nič.
b) nič in - 5,0 x 10-12 Ç.
c) - 2,5 x 10-12 C in - 2,5 x 10-12 Ç.
d) - 2,5 x 10-12 C in + 2,5 x 10-12 Ç.
e) + 5,0 x 10-12 C in nič
Količino prepeljanega tovora v predstavljeni situaciji lahko izračunamo po naslednji formuli:
Če zamenjamo navedene vrednosti, imamo:
Tako je objekt y prejel 5,10-12 C, toda ker je ozemljen, bo ta odvečni naboj odtekel in celotni naboj predmeta bo enak nič.
Kot smo izračunali, je bil presežek negativnih nabojev na objektu x v celoti prenesen na objekt y. Zato bo tudi vaš skupni naboj enak nič.
Alternativa: a) nič in nič
Dve enaki kovinski palici sta napolnjeni s polnjenjem 9,0 µC. Postavljeni so v stik s tretjo palico, ki je prav tako enaka kot drugi dve, vendar katerih neto naboj znaša nič. Po vzpostavitvi stika med njima se tri palice razmaknejo. Kolikšen je neto naboj v µC na tretji palici?
a) 3.0
b) 4.5
c) 6,0
d) 9,0
e) 18
Kadar so telesa enaka, se pri naelektritvi kontaktov naboj enakomerno porazdeli med telesa.
Tako bo naboj 18 µC (9 + 9) razdeljen na 3, zato bo imela vsaka palica po stiku neto naboj 6 µC (18: 3).
Alternativa: c) 6.0
Pri pouku fizike sta bili uporabljeni dve enaki kovinski krogli, X in Y: X je obešen z a izolacijska žica v obliki nihala in Y, pritrjena na izolacijski nosilec, kot je prikazano na sliki spodaj. Krogle so sprva razmaknjene, pri čemer je X pozitivno napolnjen, Y pa električno nevtralen.
Upoštevajte spodnji opis dveh preprostih postopkov za prikaz možnih postopkov elektrifikacije in nato označite alternativo, ki pravilno izpolni prazna mesta v izjavah, v vrstnem redu, v katerem se pojavijo.
I - Krogla Y je približno X, ne da bi se dotaknili. V tem primeru je eksperimentalno preverjeno, da krogla X kroži Y _____________.
II - Krogla Y se približa X, ne da bi se dotaknili. V tem položaju se Y-kroglica z zemljo poveže s svinčeno žico. Še vedno v tem položaju blizu X, Y prekine stik z zemljo in nato Y spet odmakne od X. V tem primeru krogla Y postane _____________.
a) privlačen - električno nevtralen
b) privlačen - pozitivno nabit
c) privlačen - negativno nabit
d) odbiti - pozitivno napolnjeni
e) odbiti - negativno nabiti
V postopku I bodo pri približevanju krogle Y krogli X, ki je pozitivno napolnjena, elektroni privlačeni v območje, najbližje X. Tako kroglo X privlači krogla Y.
V drugem postopku bo območje, v katerem je primanjkovalo elektronov, s povezavo Y krogle s prevodno žico prejelo negativne naboje. Po prekinitvi te povezave bo krogla Y postala negativno nabita.
Alternativa: c) privlačen - negativno nabit
Če želite izvedeti več, glejte elektrostatika in Elektrostatika: vaje.
5) Fuvest - 2015
V laboratoriju fizike, da bi preučevali lastnosti električnih nabojev, je bil izveden poskus, v katerem so bile naelektrene majhne krogle se vbrizgajo v zgornji del komore v vakuumu, kjer je enakomerno električno polje v isti smeri in smeri kot lokalni pospešek gravitacija. Opazili so, da je z električnim poljem z modulom 2 x 103 V / m, ena od krogel, masa 3,2 x 10-15 kg, ostal pri stalni hitrosti znotraj komore. Ta sfera je
a) enako število elektronov in protonov.
b) 100 elektronov več kot protonov.
c) 100 elektronov manj kot protoni.
d) 2000 elektronov več kot protonov.
e) 2000 elektronov manj kot protoni.
Opomba in sprejetje: naboj elektrona = - 1,6 x 10-19 Ç; protonski naboj = + 1,6 x 10+19 Ç; lokalni pospešek gravitacije = 10 m / s2
Ker je naboj ostal znotraj komore s konstantno hitrostjo, to pomeni, da je neto sila enaka nič.
Ker sta utežna sila in električna sila sila, ki deluje na obremenitev, morata imeti enako intenzivnost in nasprotni smeri, tako da je nastala sila enaka nič.
Električna sila se izračuna po formuli Felektrični = q. E je sila sile, ki je podana s P = m.g, zato imamo:
Ker je naboj dan z q = n.e, imamo:
Da bi imela električna sila nasprotno smer sile teže, mora biti naboj negativen, na ta način bo imela sila nasprotno smer električnega polja. Torej bomo imeli odvečne elektrone.
Alternativa: b) 100 elektronov več kot protonov.
Če želite izvedeti več o tem, glejte tudi Električno polje in Vaje z električnim poljem.
6) UFLA - 2010
Dve enakovredno praznjeni prevodni krogli 1 in 2 sta v stiku med seboj in podprti na izolacijski površini. Pozitivno elektrificirana palica se približa enemu od njih, ne da bi se je dotaknil, kot je prikazano na spodnji sliki. Nato se odstranijo kroglice in odstrani elektrificirana palica.
Pravilno je to trditi
a) krogle ostanejo neobremenjene, saj med palico in kroglami ni nabojev.
b) krogla 1, najbližja palici, postane pozitivno napolnjena, krogla 2 pa negativno nabita.
c) krogle so elektrificirane z enakimi naboji in nasprotnimi znaki.
d) krogle so napolnjene z naboji enakega predznaka in obe z negativnim predznakom, saj palica privlači nasprotne naboje.
Pozitivni naboji na palici bodo pritegnili negativne naboje v kroglo 1 in krogli 2 bo primanjkovalo elektronov.
Z ločitvijo obeh krogel in držanjem palice v enakem položaju se krogla 1 negativno elektrificira in krogla 2 pozitivno napolni.
Alternativa: c) krogle so elektrificirane z enakimi naboji in nasprotnimi znaki.
